与传统的白炽灯光源相比，LED交通信号灯具有寿命长、可靠性好、省电百分之九十等优点。从开始研究至今，已有三代LED交通信号灯进入市场，从性能价格比看，第三代灯价有明显的优势，更换和发展速度必将加快。引言目前国内外所用的交通信号灯基本上都是白炽灯加上红、黄、绿三种颜色的滤色罩，它是一种交通安全管理设施，但白炽灯寿命短，仅1000-3000小时，通常要用100W，耗电量大，假显示等缺点尤为明显，安全设施本身的可靠性成了大问题。而随着各种颜色，如红、黄、绿特别是蓝绿色超高亮度发光二极管的研制成功和商品化，使得用LED代替白炽灯作为交通信号灯的光源成为可能。经过多年的努力，不断的改进，研制了一代又一代的LED交通信号灯，随着性能的提高和成本的下降，产品开始批量进入市场，上海、北京、沈阳、青岛等大城市开始部份取代原有的白炽灯光源，在国外如欧洲、日本、美国等也开始安装使用，并且发展迅速，市场开始起动，而且前景极为广阔。 LED交通信号灯的研究进展自从六十年代末LED作为商品面市以来已有三十年，发光二极管在高亮度化和多色化方面取得了长足的进步。发光效率几乎每十年提高十倍，至今已提高了一千倍以上，就是从原来的20mA驱动电流下几年毫烛光提高到几个乃至10烛光以上。采用金属有机物化学气相淀积法（MOCVD）美国HP公司和日本东芝公司开发成功InGaAlP超高亮度发光器件并实现了产业化，接着日本的日本的日亚公司也是用稍加改进的上述先进工艺研制成In-GaN双异质结（DH）和单量子阱（SQW）蓝色、蓝绿色和纯绿色超高亮发光二极管，并很快商品化，现已有一批企业在从事超高亮发光材料 和器件的研制和生产。由于LED有长寿命（10年）、省电和耐震动等突出的优点，早在九十年代初就有人开始研究LED交通信号灯，由于亮度低和色度不对，难以做出合格的样品来，随着LED超高亮度化（1烛光以上）和多色化的实现，我们于一九九五年研制成了整套的LED交通信号灯，后来相继有不少单位包括奥地利的ZELJSKO公司一九九七年也展出了这种灯，明显的缺点有二个：1、单个LED排列组成，发光点明显，有暗区；2、管子数量多，一般在458-760之间，成本下不来，价格昂贵难以为市场所接受，只能作为试用样灯，每套３００的灯价格7000元左右，我们称其为第一代LED交通信号灯。接着国外如美国、奥地利的Swarco公司以及国内一些单位采用发光管前方加透镜的方法，使之获得面状发光，并减少了用管数量，一般在200-380只之间，透镜的形状各有不同，但发光管数量仍较多，价格降到4000元左右一套，这就是第二代LED交通信号灯。我们进行精心设计，采用完全不同于第二代的光学设计结构，于一九九九年研制成有反射和导光功能的光学系统，能充分利用LED的光，可以大幅度减少LED数量，而且发光均匀，灯面无需再作棱镜处理，所以光强高、发光面均匀、视感好、视角适中，比第二代更便宜、更节电、功率为10W，价格为每套3000元左右，我们申请了国家专利，称其为第三代LED交通信号灯，三组产品安装于上海市区某交通要道T字路口，与未换下的另三组白炽灯交通信号灯在亮度、寿命、节电、视感、视角等方面形成鲜明的对照，有关部门观看后表示满意。表1为二种交通信号灯的光强比较。表2为三代LED交通信号灯所用LED个数比较。在某城市道路交通信号灯改造中提出LED交通信号灯招标，光强指标要求甚高，绿灯大于400cd，黄灯和红灯大于800cd，发光单元使用的基准波长为红色625nm，黄色590nm，绿色505nm，其它各种性能应符合国家标准。根据招标要求，我们对系统又作了改进，并采用了防止积尘和灯面结构，以达真正免维护。光学参数达到很好的水平。列于表3。表1 白炽灯和LED交通信号灯的光强比较 φ300交通信号种 类 光强（cd） 功耗（W）红 黄 绿 白炽灯光源 146 282 46 100 第三代LED光源 551 474 401 10 表2 三代LED交通信号灯LED 数比较单位 年份 光学结构特征 LED数目红 黄 绿 HP 1994 第一代 638 294 294复旦 1995 第一代 458 458 458 日亚 1996 第一代 760 760 760 恒嘉 1997 第一代 567 567 96Swarco 1998 第二代 340 300 280 新世FD 1999 第三代 168 168 168 1、 除注明 为箭头外，φ300都是的园灯。 2、 成本中除外亮占1/5-1/4外主要是发光二极管的费用。表3 第三代LED交通信号灯光学参数（2套）项目 编号 实测值 红色 黄色 绿色发光强度 1 1651cd 1078cd 401cd 2 1583cd 1259cd 547cd 色度 1 X=0.6948 X=0.5865 X=0.1000 Y=0.3049 Y=0.4129 Y=0.5403 表4 不同光学结构类型报价情况 KED交通信号灯技术类型 报价金额范围（万元） 平均价 价格比第一代（三个单位） 520-560 533 1.97 第二代（四个单位） 320-385 369 1.37 第三代（二个单位） 255--285 270 1.00 专家们对九家投标单位样品的评比结果，该产品性能列为上等 ，更加具有推广应用价值的是第三代LED交通信号灯由于采用了新型的光学元件和系统，在获得最佳光学参数的同时，仅用了第一代产品1/5-1/3的LED数目，比第二代产品也减少很多，大大降低了成本，可谓价廉物美，将投标单位产品按三种类型归类，再比较其价格，则极为明显。 按平均报价看，第一代比第三代高263万元，接近为二倍，按最低价、最高价看，二种技术报价比为2.2倍，第三代比第二代也低99万元，最低最高相差130万元，所以第三代技术的产品反映在成本和报价上其优势更为明显。市场竞争力大，所以一举中标，工程项目已于今年八月前全部完成。此外在沈阳、青岛、榆次等城市也连连中标，估计今年能完成6000套-7000套的供货量。明年将有更大的发展。关于LED交通信号灯标准我国原有交通信号灯标准为GB14887-1994《道路交通信号灯的整灯技术条件及测试方法》，主要是针对白炽灯光源制订的，光强要求低，而且不明确，仅规定了红色要大于200cd，目前已由国家授权公安部所属交通管理研究所修改制定能适用于LED光源的新标准，从新标准的讨论稿看，由于光强指标的提高，红色400cd，黄灯800cd，绿色400cd，如执行新标准，白炽灯光源将无法达标，今后新生产和使用的达标产品只有LED光源。讨论稿经中国照明学会交通运输照明和光信号专业委员会讨论，并征求有关生产单位意见目前已完成了报批稿。何时批准颁布尚待时日。国际能源管理机构需求管理处（DSMIEA）和瑞典国家能源管理委员会（STEH）、荷兰能源和环境管理机构（NOVEM）于荷兰阿姆斯特丹联合举行了发光二极管交通信号灯报告会上讨论了LED交通信号灯的标准问题。本希望欧洲有可能确定一个更新为LED交通信号灯的一般指标，但经过了解发现，欧洲各国指标都不同，因此要找到一个在全欧洲国家适用的指标是困难的，除非对各国的指标进行调整才行。目前工作组正在寻找从而确定实施国家，这些国家应是可以应用这些指标，或是想调整过来适应现今的发展情况。国际能源机构还是计划对新的交通信号系统确定指标，但看来这像市场的替换一样，这是一个需要时间的过程。目前的工作组是由来自荷兰、芬兰、瑞典和英国的能源机构、政府机关和其它团体组成。 LED交通信号灯市场前景展望目前LED交通信号煤已开始批量进入市场，LED的使用性能已有30多年的经验，寿命长，省电的优点与白炽灯光源相比是非常突出的，它的使用对交通安全、节电、环境保护意义很大，购置方的了解将不断扩大和深入。从市场来看，LED交通信号灯的市场空间主要有三个：1、首先是现有的白炽灯光源交通信号灯的置换，如美国较特别先换红灯，1999年以来已有25万只红色LED信号灯取代白炽灯，由于省电，免维护使偿还期减少到八个月。我国不少城市都作为畅通工程的有效措施来办的，如沈阳一次就换2000套，上海3000多套，有的小城市，如吐鲁番、榆次等 小城市就是一步到位，一次性替代。上海准备在2-3年内替换守成还有14000套灯。2、其次是原有路口应该装而未装的，这个空间相当大，像上海就面积和路面来说与纽约、大阪差不多，它们都 是10000多个路口装灯，人行灯比例也相当高，而一九九九年上海只有1600个路口装灯（每个路口按10套计），补这个缺口，上海今年就装400个路口（合4000套）还不包括浦东。总数将是8000年路口，80000套灯。3、随着城市扩大和城市 化速度加快、市政建设配套配置也是一个大空间，小城市乃至城镇都需装备，还有高速公路出入口，一级公路交叉路口的黄闪灯等。据估计这是一个约五、六十亿元市值的市场。 目前只是交通管理部门独自在操办，随着能源部门、环境保护部门的介入和参与以及LED价格的不断下降，其更换和发展速度必将加快，应该说LED交通信号灯的市场前景甚为宽广。